Es gibt mehrere Möglichkeiten, Stickstoff und Sauerstoff zu trennen. Die erste besteht darin, das Gemisch auf -200 Grad Celsius abzukühlen und die Gase durch ein Verfahren namens fraktionierte Destillation zu trennen. Alternativ können die Gase auf -182,95 C, den Verflüssigungspunkt von Sauerstoff, abgekühlt werden. Bei dieser Temperatur wird der Sauerstoff im Gemisch verflüssigt, während der Stickstoff gasförmig bleibt, da sich Stickstoff bei -196 °C verflüssigt.
Sauerstoff und Stickstoff sind die beiden am häufigsten vorkommenden Gase in der Atmosphäre und machen 21 bzw. 78 Prozent der Atmosphäre aus. Beide Gase haben wichtige Anwendungen in Industrie und Medizin. Um beides durch fraktionierte Destillation herzustellen, müssen zuerst die anderen Spurengase aus der Luft durch Filtern von Staub abgetrennt werden, bevor sie schrittweise bis auf -200 °C abgekühlt werden.
Wasserdampf kondensiert zuerst und kann mit absorbierenden Filtern entfernt werden. Kohlendioxid gefriert bei -79 C und wird entfernt. Sauerstoff verflüssigt sich bei -183 °C, Stickstoff verflüssigt sich bei -196 °C. Das flüssige Gemisch wird dann in den Sumpf einer Fraktionierkolonne geleitet. Der flüssige Stickstoff siedet zuerst, steigt zum Kopf der Kolonne auf und wird zur Lagerung abgeführt, während sich am Boden Sauerstoff absetzt.
Eine andere Methode besteht darin, Luft durch Polymermembranen zu drücken, die wie haardünne Hohlrohre geformt sind. Sauerstoff durchdringt diese Membranen schneller als Stickstoff. Die in diese Rohre einströmende Luft wird allmählich sauerstoffärmer und stickstoffreicher.
